宁夏引黄灌区不同苜蓿品种主要农艺性状关联分析及干草产量比较

doi:10.16035/j.issn.1001-7283.2022.04.005

宁夏引黄灌区不同苜蓿品种主要农艺性状关联分析及干草产量比较

王晓春^,¹, 朱得新², 杨天辉¹, 王川¹, 杨炜迪¹, 高婷^,¹, 梁小军^,¹

¹宁夏农林科学院动物科学研究所,750000,宁夏银川

²北京佰青源畜牧业科技发展有限公司,100193,北京

Correlation Analysis of Main Agronomic Characteristics of Different Alfalfa Varieties and Comparison of Hay Yield in Yellow River Irrigation Area of Ningxia

Wang Xiaochun^,¹, Zhu Dexin², Yang Tianhui¹, Wang Chuan¹, Yang Weidi¹, Gao Ting^,¹, Liang Xiaojun^,¹

¹Institute of Animal Sciences, Ningxia Academy of Agricultural and Forestry Sciences, Yinchuan 750000, Ningxia,China

²Beijing Baiqingyuan Animal Husbandry Technology Development Co., Ltd., Beijing 100193, China

通讯作者: 高婷,主要从事天然草原改良、牧草育种及栽培研究,E-mail： ecogt9@163.com;梁小军,主要从事家畜繁殖育种和健康养殖研究,E-mail： 1092295523@qq.com

收稿日期: 2021-06-1 修回日期: 2021-10-29 网络出版日期: 2022-05-07

基金资助:

宁夏自然科学基金(2019AAC03145)
宁夏自然科学基金(2021AAC03285)
宁夏回族自治区政府农作物育种重大专项(2014NYZ03)
国家现代农业（肉牛牦牛）产业技术体系(CARS-37)
宁夏回族自治区农业科技自主创新资金—农业高质量发展和生态保护科技创新示范项目(NGSB-2012-12-09)

Received: 2021-06-1 Revised: 2021-10-29 Online: 2022-05-07

作者简介 About authors

王晓春,主要从事牧草种质资源、育种及栽培研究,E-mail： 158851531@qq.com

摘要

通过对20个苜蓿（Medicago sativa L.）品种连续4年（2015-2018年）主要农艺性状的相关性分析及草产量比较,探究苜蓿农艺性状与草产量的关系,筛选出适宜宁夏灌区种植的苜蓿高产品种。结果表明,株高与干草产量呈显著正相关（P<0.05）,相关系数为0.554;分枝数、茎粗、叶片数、节间距、叶宽、鲜干比、叶茎比与干草产量相关系数分别为0.430、0.264、0.284、-0.064、0.344、-0.110和0.153,相关性较低且不显著（P>0.05）。株高可作为苜蓿草产量预测评价指标,国外品种WL354、康赛、标靶、岩石、挑战者、大银河和WL343在4年中干草产量突出,达80 000kg/hm²以上,适宜在宁夏引黄灌区大面积推广种植。

关键词： 苜蓿; 品种; 农艺性状; 干草产量; 宁夏; 引黄灌区

Abstract

To explore the relationship between alfalfa agronomic traits and grass yield, and screen the high yield alfalfa varieties suitable for planting in irrigation area in Ningxia by comparing the grass yield. Correlation analysis of main agronomic traits and yield comparison of 20 alfalfa (Medicago sativa L.) varieties were carried out in the irrigation area of Yellow River in Ningxia from 2015 to 2018. The results revealed a significant positive correlation (P < 0.05) between plant height and hay yield of 0.554, the correlation coefficients between hay yield and the number of branches, stem diameter, leaves number, internode distance, leaf width, fresh-dry ratio, and leaf-stem ratio were 0.430, 0.264, 0.284, -0.064, 0.344, -0.110, and 0.153, respectively, indicating a low correlation (P > 0.05). In the irrigation area of the Yellow River in Ningxia, the hay yields of WL354, Kangsai, PGI427, Rugged, Challenger, Survivor and WL343 had been exceptional for four years, reaching more than

80 000kg/ha.

Keywords： Alfalfa; Varieties; Agronomic traits; Hay yield; Ningxia; Yellow river irrigation area

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本文引用格式

王晓春, 朱得新, 杨天辉, 王川, 杨炜迪, 高婷, 梁小军. 宁夏引黄灌区不同苜蓿品种主要农艺性状关联分析及干草产量比较. 作物杂志, 2022, 38(4): 32-36 doi:10.16035/j.issn.1001-7283.2022.04.005

Wang Xiaochun, Zhu Dexin, Yang Tianhui, Wang Chuan, Yang Weidi, Gao Ting, Liang Xiaojun. Correlation Analysis of Main Agronomic Characteristics of Different Alfalfa Varieties and Comparison of Hay Yield in Yellow River Irrigation Area of Ningxia. Crops, 2022, 38(4): 32-36 doi:10.16035/j.issn.1001-7283.2022.04.005

紫花苜蓿（Medicago sativa L.）因其产草量高、营养丰富、适口性好、抗逆性强和适应性广等特点,被誉为“牧草之王”,是世界上种植面积最大的优质豆科牧草之一。近年来,随着“振兴奶业苜蓿发展行动计划”和“粮改饲”等草牧业项目的实施,苜蓿在我国畜牧业和种植业的作用更加突出,种植面积突飞猛进。宁夏引黄灌区光照充足、地势平坦、交通便利,黄河水灌溉,该区是宁夏主要的商品苜蓿草规模化种植地区。在农业生产诸多因素中,品种的贡献率超过30%^[1],因而新品种引进及其适应性评价对苜蓿生产至关重要。在宁夏引黄灌区开展苜蓿生产性能评价的试验相对较多。伏兵哲等^[2]对8个苜蓿品种进行了比较,得出皇冠生产性能较好,年平均干草产量为19 640kg/hm²。王顺霞等^[3]以苜蓿品种4010系列和巨人、巨能201进行比较,认为4020和4030优于巨能。李涛等^[4]以WL系列的10个苜蓿品种开展越冬性综合评价,结果显示WL326GZ、WL354HQ、WL903和WL353HQ的综合表现优异。市场上可供选择的苜蓿品种繁多,既有国内新审定的品种,又有国外大量推广的品种,所以对不同苜蓿品种的引种评价需要持续进行。本研究在宁夏引黄灌区种植国内外20个苜蓿品种,通过对其主要农艺性状的相关性分析及产量的评价比较,筛选出适宜该地区种植的高产苜蓿品种,并为相似栽培条件的地区苜蓿种植品种的选择提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验地位于宁夏回族自治区平罗县高庄乡威镇村（106°20′ E,38°46′ N）,海拔1099m,年均气温8.9℃,年均降水量120mm,≥0℃年积温>3600℃,无霜期170d,昼夜温差大。土壤以灌淤土、盐土和碱土为主,有机质16.9g/kg,全盐3.6g/kg,pH 8.6,该地为引黄灌溉。

1.2 试验材料

参试的紫花苜蓿优良品种共20个,其中国外引进14个,国内育成的6个（表1）。以中苜3号为对照。国外品种秋眠级数值来源于供货商,国内品种秋眠级数值参考方珊珊等^[5]和赵海明等^[6]的文章。

表1 试验材料

Table 1 The test materials

编号No.	品种Variety	原产地Origin	秋眠级Fall dormancy
1	甘农1号	中国	2.0
2	WL343	美国	3.9
3	中苜3号	中国	3.0
4	甘农7号	中国	–
5	阿迪娜	加拿大	4.5
6	甘农8号	中国	–
7	WL354	美国	4.0
8	勇士	加拿大	3.0
9	甘农6号	中国	3.0
10	大富翁	加拿大	4.1
11	骑士2	加拿大	2.4
12	岩石	美国	3.0
13	骑士T	加拿大	3.9
14	标靶	加拿大	4.0
15	骑士3	加拿大	–
16	甘农3号	中国	4.0
17	挑战者	加拿大	2.5
18	康赛	加拿大	3.0
19	雪豹	加拿大	3.0
20	大银河	法国	4.0

“–”表示未知

“–”means unknown

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1.3 试验设计

采用单因素随机区组设计,小区面积15m²（3m×5m）,每个小区10行,行距30cm,重复3次。20个品种共60个小区,每小区间隔50cm。2015年4月9日条播,播种量为19.5kg/hm²,播深为1.5~2.0cm,播前精细整地,播后镇压。前茬作物为玉米,种前施基肥,每年返青期、每茬收割后及入冬前灌水,灌水前施硝酸磷钾225kg/hm²和磷酸二铵300kg/hm²。初花期刈割,2015年当年种植刈割2茬,2016、2017和2018年每年均刈割4茬。

1.4 测定项目及方法

刈割前,每小区选取一定的样本量测定以下指标：株高（X₁）：随机选择10株,测量其根部至叶尖的伸展高度。分枝数（X₂）：随机选取10株,从根颈处计算其枝条数。茎粗（X₃）：随机选取10株,游标卡尺测量茎基部第2节与第3节直径。叶片数（X₄）：随机选取10株,记录叶片数。节间距（X₅）：随机选取10株,测量茎基部第2节与第3节间长度。叶宽（X₆）：随机选取20株,测量相同部位3小叶之中间小叶的最宽处距离。鲜干比（X₇）：割取鲜草1000g,自然风干,称量干重,计算鲜干比（%）。叶茎比（X₈）：割取鲜草1000g,叶茎分离,分别称重,二者比值即为叶茎比（%）。干草产量（X₀）：选取中间1.5m×2m样方刈割,留茬5cm,称量鲜重,根据鲜干比换算出单位面积干草产量。年产量为每年各茬次产量之和。年均产量为4年总产量的平均值。

1.5 数据处理

采用Excel 2010和SPSS 18.0进行数据处理和方差分析（Duncan法）。

2 结果与分析

2.1 参试品种农艺性状间的相关性分析

各苜蓿品种不同农艺性状4年的测量结果（表2）显示,差异最大的是干草产量,极差为5742.02,变异系数是9.53%。其次是叶片数,极差为77.54,变异系数是8.79%。第3是叶茎比,极差为0.20,变异系数为8.29%。9个农艺性状在苜蓿品种之间变异系数依次为干草产量>叶片数>叶茎比>节间距>分枝数>叶宽>茎粗>鲜干比>株高。

表2 20个苜蓿品种各指标的统计

Table 2 Statistics of indexes of 20 alfalfa varieties

指标 Index	平均值 Mean	标准差 σ	极差 Range	变异系数 CV (%)
株高（X₁）Plant height (cm)	88.95	2.28	8.54	2.57
分枝数（X₂） Number of the branches	11.01	0.71	2.85	6.44
茎粗（X₃） Diameter of stem (cm)	0.38	0.01	0.05	3.14
叶片数（X₄） Number of the leaves	244.84	21.52	77.54	8.79
节间距（X₅） The distance of internode (cm)	9.14	0.69	2.53	7.54
叶宽（X₆） The width of leaf (cm)	1.47	0.05	0.20	3.19
鲜干比（X₇）Fresh/dry ratio	4.64	0.14	0.54	2.94
叶茎比（X₈） Stem/leaf ratio	0.73	0.06	0.20	8.29
干草产量（X₀） Hay yield (kg/hm²)	18 698.11	1781.89	5742.02	9.53

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20个苜蓿品种不同农艺性状相关性分析（表3）显示,干草产量与株高、分枝数、叶宽、叶片数、茎粗、叶茎比、鲜干比和节间距的相关系数分别为0.554、0.430、0.344、0.284、0.264、0.153、-0.110和-0.064,但只与株高呈显著正相关。分枝数与叶片数呈极显著正相关,相关系数为0.643,与节间距呈极显著负相关,相关系数为-0.544。叶片数与节间距呈极显著负相关,相关系数为-0.683。

表3 20个紫花苜蓿品种各测定指标间相关系数

Table 3 The correlation coefficients between indexes of 20 alfalfa varieties

指标Index	X₁	X₂	X₃	X₄	X₅	X₆	X₇	X₈
X₂	0.136
X₃	0.078	0.199
X₄	0.138	0.643^**	0.176
X₅	0.125	-0.544^*	0.013	-0.683^**
X₆	0.379	0.272	0.090	-0.037	0.091
X₇	0.109	0.311	-0.074	0.016	0.106	0.301
X₈	-0.026	0.050	-0.123	0.083	-0.168	0.309	0.070
X₀	0.554^*	0.430	0.264	0.284	-0.064	0.344	-0.110	0.153

“^**”表示极显著相关（P < 0.01）,“^*”表示显著相关（P < 0.05）

“^**”shows extremely significant correlation at the 0.01 level,“^*”shows significant correlation at the 0.05 level

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2.2 不同苜蓿品种农艺性状间的方差分析

由表4可知,20个苜蓿品种的株高、分枝数、茎粗、叶片数、节间距、叶宽、鲜干比、叶茎比及干草产量在年份之间差异极显著。叶片数和干草产量在品种间差异极显著,叶茎比在品种间差异显著,而株高、分枝数、茎粗、节间距、叶宽和鲜干比在品种间差异不显著。年份与品种的互作效应下,各农艺性状间差异极显著。

表4 20个紫花苜蓿品种农艺性状间的方差分析（F值）

Table 4 Variance analysis on indexes of 20 alfalfa varieties (F-value)

变异来源Source	X₁	X₂	X₃	X₄	X₅	X₆	X₇	X₈	X₀
年份Year	85.81^**	65.75^**	19.7^**	175.33^**	77.78^**	78.96^**	63.26^**	50.36^**	187.15^**
品种Variety	1.35^NS	1.48^NS	1.08^NS	2.754^**	1.77^NS	1.685^NS	0.724^NS	2.137^*	3.749^**
年份×品种Year×variety	12.87^**	10.24^**	3.62^**	26.29^**	12.14^**	12.22^**	9.25^**	8.71^**	28.76^**

“^NS”表示差异不显著,“^**”表示差异极显著（P < 0.01）,“^*”表示差异显著（P < 0.05）

“^NS”shows no significant difference,“^**”indicates extremely significant difference (P < 0.01),“^*”indicates significant difference (P < 0.05)

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2.3 不同苜蓿品种干草产量的比较

由图1可知,20个苜蓿品种的平均干草产量在不同年份间的差异显著。建植当年（收获2茬）,平均干草产量最低,最高的是建植第2年,达到23 827.0kg/hm²。建植第3年平均干草产量低于第4年,且差异显著。

图1

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图1 不同年份干草产量比较

不同小写字母表示在P < 0.05水平差异显著

Fig.1 Comparison of hay yield in different years

Different lowercase letters indicate significant difference at P < 0.05 level

由表5可知,20个苜蓿品种,建植当年（2015年）有14个品种的干草产量显著高于对照（中苜3号）,表现较好的品种有挑战者、大银河、康赛、岩石、WL354和标靶。建植第2年,标靶、康赛、WL354、甘农6号、骑士2、岩石和甘农3号的干草产量均超过25 000.0kg/hm²。建植第3年,干草产量在20 000.0kg/hm²左右的品种有WL343、岩石、WL354、骑士T、康赛、骑士3、骑士2、阿迪娜、大银河、挑战者和雪豹。建植第4年,品种标靶、WL354和挑战者干草产量均达到25 000.0kg/hm²以上。综合4年的干草总产量,表现突出的有WL354、康赛、标靶、岩石、挑战者、大银河和WL343,4年干草总产量均超过80 000.0kg/hm²;其次为骑士2、阿迪娜、骑士T、骑士3和甘农3号,4年干草总产量在75 000.0~80 000.0kg/hm²之间;甘农6号、勇士、雪豹、甘农8号、甘农1号和大富翁4年干草总产量在68 000.0~75 000.0kg/hm²之间,也高于对照品种;只有甘农7号4年干草总产量为62 061.5kg/hm²,略低于对照（63 296.0kg/hm²）。

表5 20个苜蓿品种连续4年的干草产量

Table 5 Hay yield of 20 varieties of alfalfa in four years kg/hm²

品种 Variety	干草产量Hay yield				平均产量 Average yield	4年总产量 Total yield of four years	排序 Order
品种 Variety	2015	2016	2017	2018	平均产量 Average yield	4年总产量 Total yield of four years	排序 Order
甘农1号Gannong No.1	8511.0f	24 158.5de	18 110.2g	18 965.3c	17 436.2f	69 744.9e	17
WL343	10 858.5de	26 600.1ab	22 417.8a	21 027.2b	20 225.9bc	80 903.6bc	7
中苜3号Zhongmu No.3	10 522.5de	18 823.5h	17 179.1h	16 770.9d	15 824.0g	63 296.0f	19
甘农7号Gannong No.7	9186.0e	19 039.9g	17 336.8h	16 498.8d	15 515.4g	62 061.5f	20
阿迪娜Adrenalin	11 539.5cd	22 628.3efg	20 984.7bc	24 322.5a	19 868.7bc	79 475.0bc	9
甘农8号Gannong No.8	11 512.5cd	23 724.2def	17 604.9i	18 208.2b	17 762.4f	71 049.7e	16
WL354	12 307.5bc	26 514.3ab	21 190.5cd	25 017.4a	21 257.4a	85 029.6a	1
勇士Warrior	10 323.0de	21 530.7fg	19 298.4e	22 515.0ab	18 416.8de	72 667.1d	14
甘农6号Gannong No.6	10 776.0de	26 014.9bc	19 018.4e	18 827.9b	18 659.3de	74 637.1d	13
骑士2 Knight 2	11 283.0cde	26 113.4bc	20 739.1ab	21 831.8b	19 991.8ab	79 967.2bc	8
岩石Rugged	13 266.0ab	25 952.7bc	21 462.9ab	23 552.2ab	21 058.4a	84 233.8ab	4
骑士T Knight T	11 622.0cd	23 050.8ef	21 088.9bc	23 457.8ab	19 804.9bc	79 219.4bc	10
标靶PGI427	12 283.5bc	27 011.7a	19 499.5ef	25 473.6a	21 067.1a	84 268.3ab	3
骑士3 Knight 3	11 467.5cde	22 224.8efg	21 080.3cd	23 343.5ab	19 529.0bc	78 116.0c	11
甘农3号Gannong No.3	10 714.5def	25 005.9cd	19 988.6ef	20 212.2b	18 980.3de	75 921.2d	12
挑战者Challenger	14 635.5a	21 396.2fg	20 819.4cd	25 290.3a	20 535.3ab	82 141.4bc	5
康赛Kangsai	13 810.5ab	26 757.3ab	21 035.6cd	22 798.2ab	21 100.4a	84 401.6ab	2
雪豹Snow leopard	6013.5g	24 144.2de	20 134.4e	23 346.8ab	18 409.7de	73 638.8d	15
大银河Survivor	14 198.6a	24 881.0cd	20 913.3cd	22 065.0ab	20 514.5ab	82 057.8bc	6
大富翁Monopoly	6855.7h	20 967.2fg	19 343.0f	21 653.0ab	17 204.7f	68 818.9e	18

同列数值后不同字母表示差异显著（P < 0.05)

Different letters in the same column show significant differences at the 0.05 level

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3 讨论

宁夏引黄灌区苜蓿每年通常收草4茬。本研究显示苜蓿每茬产草量呈逐渐降低趋势,即第1茬产草量最高,第4茬最低,这与很多研究者^[7⇓-9]的结论一致。苜蓿建植当年通常只能收2~3茬草,所以当年产草量较低,产草高峰期一般在第2年或者第3年。张仲鹃等^[10]在内蒙古土默特左旗开展紫花苜蓿生产力的研究,认为干草产量第3年最高,而本研究结果显示建植第2年干草产量最高,与张铁军等^[7]和罗志娜等^[11]的结果相同。研究结果的不同可能是与当年气候和降水等有关。在宁夏灌区,大面积种植的苜蓿为商品草,利用年限一般为4年或者4年半,第5年收割1~2茬,然后翻犁后种植其他作物,所以苜蓿生产潜力都集中在前几年。

3.1 农艺性状对苜蓿干草产量的影响

干草产量的高低直接影响着苜蓿的生产力和经济效益。探究苜蓿农艺性状与干草产量的关系,可以为苜蓿生产力的挖掘提供理论支持。本研究通过对干草产量等9个指标4年的观测,发现性状比较稳定的是株高、茎粗和鲜干比等,最不稳定的是干草产量。可能是因为影响苜蓿干草产量的因素较多,除了苜蓿特有的遗传特性,也与栽培技术和年份等人为和自然因素密切相关。植株高度是牧草生长发育状况和草地生产力的直观体现。研究^[12]表明,株高决定苜蓿产草量的65%。本研究结果表明,株高与干草产量呈显著正相关,与伏兵哲等^[13]有关苜蓿生产性能研究结论相同。茎粗和分枝数也是反映苜蓿草产量的重要因素^[14],但是本试验结果却显示干草产量与分枝数和茎粗的相关性不显著。可能是因为本研究中苜蓿是密植,影响了单株枝条的抽发数和粗细。与赵海明等^[6]得出苜蓿群体密度高,单株再生枝条可能较少的结论相似。由于其他性状也与干草产量相关性不高,所以本研究认为株高可以作为衡量苜蓿品种干草产量的指标。

3.2 不同苜蓿品种产量的比较

本研究选择的苜蓿品种秋眠级都在2~5之间,使得苜蓿既能在宁夏引黄灌区安全过冬,又可以保持较高的生物产量。参试品种4年平均干草产量在15 515.4~21 257.4kg/hm²之间,最低的产量也高于曹宏等^[15]在甘肃庆阳地区连续3年测定的11个苜蓿品种的平均干草产量（14 960.0kg/hm²）,高于王晓龙等^[16]在内蒙古呼和浩特测定的8个苜蓿品种3年的平均干草产量中的最高产量（12 068.0kg/hm²）,也高于吕会刚等^[1]在河北地区开展的22个品种中的16个品种的连续4年的平均干草产量。对参试品种进行比较发现,国外苜蓿品种干草产量比国内品种高,这与高润等^[17]、杨秀芳等^[18]和衣兰智等^[19]开展的苜蓿品种地区适应性研究结果一致。而肖燕子等^[20]在内蒙古土默特地区的苜蓿品种比较试验却认为国外品种生产性能低于国内品种。张铁军等^[7]在河北地区开展苜蓿品种比较,得出国内苜蓿品种中苜3号的干草产量最高,4年干草总产量为57 692.0kg/hm²,显著高于供试的其他国外品种。本研究中,中苜3号4年干草总产量为63 296.0kg/hm²,高于河北地区的产量。这说明了宁夏引黄灌区是紫花苜蓿的高产区,在水肥条件较好的区域,国外苜蓿品种生产潜力更大。本研究以干草产量为主要考核指标,而大面积的推广种植还需综合考虑品种的抗逆境、抗病虫能力及营养价值等因素。

4 结论

对苜蓿各农艺性状相关性分析表明,株高可以作为苜蓿品种草产量的预测指标。综合4年的试验结果,国外品种WL354、岩石、康赛、标靶、大银河和挑战者等干草产量表现突出,优于国内品种,适宜在宁夏引黄灌区大面积推广种植。

参考文献

原文顺序

文献年度倒序

文中引用次数倒序

被引期刊影响因子

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吕会刚, 康俊梅, 龙瑞才, 等.

河北地区22个紫花苜蓿品种的生产性能比较研究

草地学报, 2018, 26(4):948-958.

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伏兵哲, 高雪芹, 张蓉, 等.

宁夏引黄灌区不同紫花苜蓿品种比较

西北农林科技大学学报(自然科学版), 2017, 45(2):71-78.